DE2048344B2

DE2048344B2 - Noise control in gas current valve - is achieved by cage surrounding body with closely arranged, lengthways smooth walled slots

Info

Publication number: DE2048344B2
Application number: DE2048344A
Authority: DE
Inventors: Ernest Earl State Center Ia. Allen (V.St.A.)
Original assignee: Fisher Controls International LLC
Current assignee: Fisher Controls International LLC
Priority date: 1969-10-02
Filing date: 1970-10-01
Publication date: 1979-08-30
Also published as: DE2048344A1

Abstract

The control valve is for a gas current, and involves a housing, inlet and outlet apertures, a valve seat surrounding the flow path, and a valve body which is encompassed by a cage. This cage has several smooth walled slots (26) which, in order to reduce flow noise, are positioned lengthways, tightly adjacent each other. The shortest width of the slots is at a distance from both the inner and outer surfaces of the cage (20), and from that position they widen away from the cage to a breadth of between 0.8 to 2.4 mm. They are of a quantity which scarcely has any effect on the gas throughput.

Description

Die Erfindung bezieht srzh auf ,in Steuerventil für einen Gasstrom, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 bezeichnet istThe invention relates to srzh, in control valve for a gas flow as indicated in the preamble of claim 1

Bei der Konstruktion und Herstellung von Steuerventilen wird dem Problem der durch derartige Ventile erzeugten Geräusche schon seit langem Aufmerksamkeit gewidmet In jüngster Zeit ist der Industrie-Lärm zu einem beträchtlichen Problem geworden, und überregionale und regionale Behörden begannen Gesetze zu schaffen und anzuwenden, die die verschiedensten Formen von Industrie-Lärm betreffen.In the design and manufacture of control valves, the problem caused by such valves Noise generated has long been paid attention. Recently, industrial noise has increased became a considerable problem, and national and regional authorities began to legislate too create and apply that affect various forms of industrial noise.

Eine Lärmquelle ist ein von einem Gasstrom durchströmtes Steuerventil, in welchem es unter anderem wegen hoher Turbulenzen zur Entwicklung von Geräuschen kommt, welche dann durch den Gasstrom stromabwärts geleitet werden. Verwendet man daher ein bekanntes Steuerventil der eingangs genannten Art, wie es etwa durch die US-PS 31 57 200 bekannt ist, dann ist es in der Regel erforderlich, diesem Ventil einen zusätzlichen Geräuschdämpfer nachzuschalten, wie sr etwa durch die DE-PS 8 67 333 bekannt ist Ein derartiger Geräuschdämpfer verhindert in der Regel nur die Weiterleitung von Geräuschen längs der Gasströmung, übt jedoch nur eine geringe Rückwirkung auf das dem Geräuschdämpfer vorgeschaltete Ventil aus, so daß dieses als Quelle von Geräuschen verbleibt, die über Leitungen, Außenluft usw. übertragen werden.A source of noise is a control valve through which a gas flow flows among other things because of high turbulence to the development of noise, which is then caused by the Gas stream are passed downstream. Therefore, if a known control valve is used, the mentioned type, as it is known for example from US-PS 31 57 200, then it is usually necessary this Downstream valve with an additional silencer, as known from DE-PS 8 67 333 sr Such a noise damper usually only prevents the transmission of noise along the Gas flow, but only has a slight effect on the valve upstream of the silencer so that this remains as a source of noise, which are transmitted via pipes, outside air, etc.

Es sind zwar gasdurchströmte Ventile bekannt, in welchen die Entstehung von Geräuschen unmittelbar bekämpft wird (US-PS 34 47 566), doch handelt es sich hierbei um die Dämpfung von Geräuschen, die durch die Überschallströmung von Gasen auftreten, also um Sonderzustände, welche im normalen Anlagenbau grundsätzlich vermieden werden.It is true that there are known valves through which gas flows and in which noises are generated directly is combated (US-PS 34 47 566), but this is the attenuation of noises caused by the Supersonic flow of gases occur, so to special conditions, which in normal plant construction should be avoided in principle.

Ausgehend von diesem Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Steuerventil dahingehend weiterzubilden, daß die Geräuschentwicklung dieses Ventils wesentlich verringert wird, ohne daß hierzu zusätzliche, nachzuschaltende Geräuschdämpfer erforderlich sind und ohne daß die sonstigen Vorzüge des bekannten Ventils wesentlich eingeschränkt werden.On the basis of this prior art, the invention is based on the object mentioned at the beginning To develop the control valve in such a way that the noise development of this valve is significantly reduced is without this additional, downstream silencers are required and without the other advantages of the known valve are significantly restricted.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale gelöst, die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführt sind.This object is achieved by the features that are listed in the characterizing part of claim 1.

It was found that the length of the slots of the

ι» Käfigs die Geräuschentwicklung nicht wesentlich beeinflußt, während die Weite der Schlitze und ihre geschweifte bzw. zur Käfiginnen- und außenseite hin ausgeweitete Ausbildung wesentliche Kriterien darstellen, so daß solche Schlitze die gewünschte Geräusch-ι »cage does not significantly affect the noise, while the width of the slots and their Curved or extended to the inside and outside of the cage are essential criteria, so that such slots produce the desired noise

is dämpfung bewirken und zusätzlich die Kapazität des Ventils gegenüber dem bekannten Ventil nicht wesentlich verringern.is cause damping and also the capacity of the Do not significantly reduce the valve compared to the known valve.

Durch die besondere Anordnung und Ausbildung der Schlitze hat sich allerdings in überraschender Weise herausgestellt, daß sich der Geräuschpegel des Ventiles wesentlich absenken läßt, so daß auf zusätzlicheThe special arrangement and design of the slots has, however, surprisingly found that the noise level of the valve can be lowered significantly, so that on additional

Damping devices are completely dispensed with

kann.can.

According to one embodiment of the invention, the Slot width preferably 1.6 mm; this value has become

als optimal herausgestellt, und die Geräuschentwicklung des erfindungsgemäßsn Ventiles ist bei diesem Wert fast vernachlässigbar klein.turned out to be optimal, and the noise development of the valve according to the invention is almost negligibly small at this value.

The valve according to the invention that

ü> Auftreten von Geräuschen praktisch unabhängig von der Stellung des Veittilkörpers verhindertü> Occurrence of noises practically independent of the position of the valve body prevented

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten, schematischen Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser istThe subject matter of the invention is illustrated by way of example with the aid of the accompanying schematic drawing explained in more detail; in this is

F i g. 1 eine Schnittansicht eines Steuerventils von erfindungsgemäßem Aufbau,F i g. 1 is a sectional view of a control valve constructed according to the invention;

Fig.2 eine teilweise geschnittene, perspektivische Einzeldarstellung des im Steuerventil nach F i g. 1 verwendeten Käfigs, undFIG. 2 is a partially sectioned, perspective individual representation of the control valve according to FIG. 1 used cage, and

Fig.3 eine schaubildlicKe Darstellung der mit Käfigen verschiedener Schlitzweiten in einem Steuerventil nach F i g. 1 erzielbaren Geräuschdämpfung.3 shows a diagrammatic representation of the with Cages of different slot widths in a control valve according to FIG. 1 achievable noise reduction.

In F i g. 1 und 2 bezeichnen gleiche Bezugszeichen durchgehend oder entsprechende Teile.In Fig. 1 and 2 refer to the same reference numerals throughout or to corresponding parts.

F i g. 1 zeigt ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Steuerventil. Das Steuerventil 10 besteht aus einem Ventilgehäuse 12 mit einer Einlaßöffnung 14 und einer Auslaßöffnung 16, einem Ringsitz 18, einem muffenförmigen Käfig 10, einem Ventilkörper 22 und einemF i g. 1 shows a control valve designated as a whole by 10. The control valve 10 consists of a Valve housing 12 with an inlet opening 14 and an outlet opening 16, an annular seat 18, a sleeve-shaped Cage 10, a valve body 22 and a

w Ventildeckel 24.w valve cover 24.

Die Einlaßöffnung 14 ist durch den Ringsitz 18 und im folgenden als Schlitze 26 bezeichnete öffnungen im Kätig 20 mit der Auslaßöffnung 16 strömungsverbunden. Der Ringsitz 18 ist an einer Ausnehmung 19 im Ventilgehäuse 12 angeordnet Innerhalb der Ausnehmung 19 ist der Ringsitz 18 mittels des Käfigs 20 gehalten, der seinerseits durch den Ventildeckel 24 gegen Aufwärtsbewegung gesichert ist In der Darstellung weist das Ventilgehäuse 12 Anschlußflansche 28 und 30 auf.The inlet opening 14 is formed by the annular seat 18 and openings in the following which are designated as slots 26 Kätig 20 is fluidly connected to the outlet opening 16. The ring seat 18 is at a recess 19 in the Valve housing 12 arranged within recess 19 is ring seat 18 by means of cage 20 held, which in turn is secured against upward movement by the valve cover 24 in the illustration the valve housing 12 has connecting flanges 28 and 30.

Am unteren Ende ist der Ventilkörper 22 mit einer Fläche 34 versehen, mit der er dichtend an eine schräge Dichtfläche 32 des Ringsitzes 18 anlegbar ist Ein Ventilschaft 36 ist mit seinem unteren Ende mit dem Ventilkörper 22 verschraubt und durchsetzt den Ventildeckel 21 so daß an seinem oberen Ende eine nicht dargestellte herkömmliche Ventilbetätigungseinrichtung anzugreifen vermag.At the lower end of the valve body 22 is provided with a surface 34 with which it seals against an inclined surface Sealing surface 32 of the ring seat 18 can be applied. A valve stem 36 is with its lower end with the Valve body 22 screwed and penetrates the valve cover 21 so that at its upper end a capable of attacking conventional valve actuation device, not shown.

Der Ventildeckel 24 ist mittels Gewindebolzen 38 am Ventilgehäuse 12 befestigt und sichert damit den Käfig 20 und den Ringsitz 18 im Ventilgehäuse 12. Zwischen einer unteren Fläche des Ventildeckels 24 und dem Käfig 20 ist eine mehrschichtige Dichtung 39 eingefügt, die die Abdichtung dieser Teile bewirkt. Der Ventildekkel 24 hat eine Stopfbuchse 40, in welcher eine Packung 42 zwischen einer Stopfbächsenfeder 44 und einem Druckglied 46 gehalten ist Das Druckglied 46, die Packung 42 und die Stopfbüchsenfeder sind zwischen dem Ventilschacht und dem Ventildeckel 24 eingefügt Am unteren Ende der Stopfbüchsenfeder 44 ist ein Federsitz 48 angeordnet und am oberen Ende des Druckgliedes 46 ein Druckstock 50. Stopfbüchsen-Stehbolzen 52 sind derart in den Ventildeckel 24 geschraubt, daß darauf geschraubte Muttern 54 am Druckstück 50 anliegen und es gegen Aufwärtsbewegung sichern.The valve cover 24 is fastened to the valve housing 12 by means of threaded bolts 38 and thus secures the cage 20 and the ring seat 18 in the valve housing 12. Between a lower surface of the valve cover 24 and the A multilayer seal 39 is inserted into the cage 20, which seals these parts. The valve cover 24 has a gland 40 in which a packing 42 is sandwiched between a gland spring 44 and a Pressure member 46 is held. The pressure member 46, the packing 42 and the gland spring are between the valve shaft and the valve cover 24 inserted at the lower end of the gland spring 44 is a Arranged spring seat 48 and at the upper end of the pressure member 46 a pressure rod 50. Stuffing box stud bolt 52 are screwed into the valve cover 24 in such a way that nuts 54 screwed onto the pressure piece 50 and secure it against upward movement.

Fig.2 zeigt den muffenförmigen Käfig 20 mit im wesentlichen glattwandigen, länglichen Schlitzen 26. Die Schlitze 26 sind an ihrer engsten Stelle 1,6 mm breit und sind um das gesamte Unterteil das Käfigs 20 eng beieinander und mit im wesentlichen gleicher Abständen zueinander angeordnet Wie aus F i g. 2 ersichtlich.FIG. 2 shows the sleeve-shaped cage 20 with essentially smooth-walled, elongated slots 26. The slots 26 are 1.6 mm wide at their narrowest point and are narrow around the entire lower part of the cage 20 arranged next to one another and at substantially the same distances from one another. As shown in FIG. 2 can be seen.

weisen die länglichen Schlitze 26 ihre geringste Weite an einem Punkt zwischen ihren Enden auf und divergieren von diesem Punkt aus auf eine größere Weite an den inneren und äußeren Flächen des Käfigs 20.the elongated slots 26 have their smallest width at a point between their ends and diverge from this point to a greater extent on the inner and outer surfaces of the cage 20th

Die oben erwähnte Schlitzweite von 1,6 mm wurde als optimale Schlitzweite ermittelt Wie aus F i g. 3 ersichtlich, nimmt die erzielbare Geräuschdämpfung bei Verringern der Schlitzweite im Käfig 20 des Steuerventils 10 von etwa 6,4 bis 3,2 mm langsam und dann bis zu einer Schlitzweite von 1,6 mm rasch auf einen Höchstwert von 13,5 db zu und bei weiterhin verringerter Schlitzweite wieder ab.The above-mentioned slot width of 1.6 mm was determined as the optimum slot width. As shown in FIG. 3 As can be seen, the noise attenuation that can be achieved increases when the slot width in the cage 20 of the control valve is reduced 10 from about 6.4 to 3.2 mm slowly and then rapidly down to a slot width of 1.6 mm Maximum value of 13.5 db increases and decreases again with a further reduced slot width.

It should be noted that the total cross-sectional area

ehe der zahlreichen Schlitze 26 im Käfig 20 so gewählt ist, daß sie der von in herkömmlichen Ventilen gleicher Durchströmungskapazität in deren Käfigen gebildeten öffnungen im wesentlichen gleich ist. Im Betrieb strömt Gas in die Einlaßöffnung 14 des Steuerventils 10, und wird durch eine durch die Stellung des Ventilkörpers 22 gegenüber dem Ringsitz 18 bestimme öffnung in den Käfig 20 und durch die Schlitze 26 djs Käfigs zur Auslaßöffnung 16 geleitetbefore the numerous slots 26 in the cage 20 so selected is that it is formed by the same flow capacity in conventional valves in their cages openings is essentially the same. Flows during operation Gas into the inlet port 14 of the control valve 10, and is passed through a through the position of the valve body 22 opposite the ring seat 18 determine the opening in the Cage 20 and through the slots 26 djs cage to Outlet opening 16 passed

1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Control valve for a gas flow, with a valve housing, an inlet and outlet openings in the Valve housing connecting flow path, a valve seat surrounding the flow path, a against the valve seat and away from this movable valve body and one in the valve housing attached, the valve body surrounding cage, which several, substantially smooth-walled Has slots extending in the direction of movement of the valve body, the inner surface of the Connect the cage with its outer surface and through which the gas flow from the inside of the cage to flows outside, characterized in that to reduce the flow noise Slots (26) are elongated, are arranged close to one another, their smallest width in Distance from both the inner surface and the outer surface of the cage (20) and each other thus from de? Set the smallest width to both Expand the outer surface as well as the inner surface of the cage, have a width of 0.8 to 2.4 mm and are arranged in such a number that the throughput is only insignificantly affected.

2. Control valve according to claim 1, characterized in that that the width of the slots (26) is 1.6 mm